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“打造生物制造、商业航天、低空经济等若干战略性新兴产业,开辟量子、生命科学等未来产业新赛道”根据测算,2023年中国低空经济规模达到5059.5亿元,增速高达达到33.8%。乐观预计,
在低空飞行器研发制造过程中,材料选择和机身设计是关键因素之一,它关系到飞行器的轻量化、结构稳定性、气动性能,还涉及制造成本、运行效率和市场竞争力等多个方面。能源系统方面,低空飞行器要求电池具有更高的能量密度要求,以提高续航/航程能力。
当前,低空经济是各地招商热点,专家预测,低空经济产业链正如过去的新能源车产业链一般,处在爆发式发展的前期。预计中国低空经济在未来5年内将占据全球50%左右的的经济体量。
新材料是低空经济创新的基石。从轻量化材料到能源存储材料,每一种新材料的突破都为低空飞行器的性能提升和应用拓展提供了可能。
轻量化材料:如高强度碳纤维,用于减轻飞行器自重,提高外壳机械强度和航程;胶粘剂,作为连接碳纤维等复合材料的“纽带”,也在低空经济领域发挥着举足轻重的作用;
能源存储材料:高能量密度的锂离子电池和正在研发中的新型电池技术,为电动飞行器提供动力;
环境适应材料:如聚酰亚胺,抗腐蚀、耐高低温材料,保证飞行器在复杂环境下的稳定性;
智能/通讯材料:如压电陶瓷、聚四氟乙烯等,用于飞行器的智能控制、提高通讯系统的性能。
截至2023年末,全球大约有30家在规模上具有显著地位的碳纤维制造企业,其中,9家的产能超过万吨大关,海外企业有5家,而中国企业则占据了其余4家。在2023年,中国的碳纤维总产量约5.5万吨,与前一年相比增长了14.8%。与此同时,进口量约为1.6万吨,与去年同期相比显著下降了45.4%。
中国碳纤维生产企业经过近年来产能的持续扩张已位居前列,如中国吉林化纤和中复神鹰产能分列第二、三位。但行业整体呈现高端严重不足、中端成本偏高、低端产能过剩的局面,产品多集中在T300、T700级别,T800及以上级别高性能产品明显不足,产品质量一致性、批次稳定性、应用工艺性等同世界领先企业仍存差距。
在关键辅助材料和设备方面,中国也存在一定的差距。高品质的油剂、上浆剂等配套材料的种类相对较少,而用于复合材料的环氧树脂性能尚未达到最佳,不能完全实现自主供应。一些关键材料品种仍然依赖进口,这限制了中国碳纤维复合材料性能的进一步提升和应用范围的扩展。
胶粘剂可用于无人机散热(导热凝胶)、粘接电机磁钢(环氧系列结构胶)、电调内部主板灌封、电机控制线路板(三防胶)、视窗屏幕粘接(热熔胶)等
2023中国锂电池全年出货量为885GWh,同比增长达到34%以上。锂电池四大主材——正极/负极材料、电解液、隔膜的全球产能占比较高,平均达到80%以上,随着产能近年快速增加,产能利用率有所下降。
当前用于电动航空的电池包括凝聚态电池(宁德时代)、圆柱电池(蔚蓝锂芯、正力新能、国轩高科等)、软包电池(孚能科技等)、固态电池(欣视界、恩力动力、麻省固能等),电池形状多样,多种路线当前并行开发。中长期来看,软包电池具备高能量密度、高放电性能、和更轻重量的优势,有望成为低空飞行器电池主流方案。
PI以其出色的耐热性能而闻名,它的长期使用温度范围宽广,从-269℃至260℃,是综合性能最佳的有机高分子材料之一。PI产品以薄膜、复合材料、泡沫塑料、工程塑料、纤维等形式为主,可应用到电气绝缘、液晶显示、汽车医疗、原子能、卫星、微电子、精密机械包装等众多领域。从全球市场来看,美国杜邦公司、日本钟渊化学工业株式会社、日本东丽株式会社、日本宇部兴产株式会社和韩国SKC Kolon PI公司等占据了整个行业近80%的产能。
PI行业的技术门槛较高,目前中国PI生产企业产能规模普遍较小(多为百吨级装置),中国约有50家规模大小不等的PI生产企业,总体上生产的产品性能不稳定、精细化程度低、品种少。PI高端产品基本全部被国外企业垄断,严重制约了我国相关产业的发展。国内不少厂商正试图打破海外巨头的垄断,长春高琦、深圳瑞华泰、桂林电科院、江苏奥神等国内企业在PI薄膜、纤维等领域都取得了较大进展。
PTFE是一种以四氟乙烯作为单体聚合制得的高分子聚合物。2023年中国PTFE总产能为19万吨/年,产量达11.9万吨。
当前,中国PTFE产能结构性过剩,2023年产能利用率约为63%,产品仍以注塑级的中低端产品为主。目前,中国PTFE在高端产品,如在半导体领域使用的高纯PTFE树脂、氢能燃料电池和环保领域使用的PTFE薄膜级分散树脂等方面仍然需要进口,但随着国内技术进步,进口依赖度正逐渐降低。
隆重推荐您关注2025年3月24日将在上海举办的“2025(第五届)中国新兴用胶市场技术创新与市场发展论坛”,具体信息点阅下图链接:
论坛将重点聚焦低空经济及机器人用胶、生物基及可降解胶粘材料等新兴用胶市场进行研讨,部分已确认报告如下:
会议还将大力邀请低空经济、机器人用胶和生物基、可降解胶粘材料领域终端用胶企业代表免费参会。
会议同期2025年3月25-26日在上海举办“2025(第二届)中国汽车电子及高端电子用胶粘材料创新论坛”,已邀请确认报告如下:
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